[0001] 本发明涉及一种切叠一体机，属于锂电池自动化设备技术领域。

[0002] EV电池，即动力电池，其叠片的工艺要求是负极片比正极片多一片。叠片时，隔膜首先从右向左铺开(也可以从左往右，仅是举例方便说明)，在第一层隔膜上放负极片，然后隔膜从左向右覆盖负极片，再放正极片，然后隔膜从右向左覆盖正极片，如此反复。为了满足工艺要求，叠片结束时，最上面的也是负极片，此时，为了覆盖负极片，隔膜需要从左向右，最终停在右侧。

[0003] 传统的叠片台在隔膜铺张的时候，难以准确调控隔膜的起始位置，从而不能保证电芯叠片的质量，可能导致电池的性能不佳。另外，由于隔膜质地较软，尤其是在刚铺展的时候，如何将其调整到预定的位置也是业界需要解决的技术难题。

[0024] 请参图1至图8所示，本发明揭示了一种切叠一体机，用以依次堆叠隔膜(未图示)、电池的负极片(未图示)以及电池的正极片(未图示)。所述切叠一体机包括叠片台100、位于所述叠片台100的一侧的纠偏机构200、位于所述叠片台100的另一侧的切刀机构300、驱动所述叠片台100升降的叠片台升降机构400、用以往复摆动以实现铺展所述隔膜的摆辊500、用以压住电芯组件的压刀机构600以及能够驱动所述叠片台100移动的直线模组700。在本实施方式的描述中，电芯组件指的是隔膜、负极片以及正极片在叠片过程中相互堆叠在一起所形成的组件；当叠片完成之后，该组件被称之为电芯。

[0025] 请参图1所示，纠偏机构200设于叠片台100的一侧(例如图中的左侧)，在本发明图示的实施方式中，该侧为隔膜铺展的起始侧。切刀机构300设于叠片台100的另一侧(例如图中的右侧)。压刀机构600在叠片台100的两侧。使用时，隔膜首先落到纠偏机构200上，然后向切刀机构300所在的一侧铺展。纠偏机构200能够检测隔膜位置的准确性，当隔膜位置有偏移时，还能调整隔膜位置；电芯叠片完成后，切刀机构300切断最后的隔膜，电芯被夹取机构(未图示)带走，新的隔膜开始铺展。

[0026] 请参图1所示，在本发明图示的实施方式中，所述叠片台100设有若干相互连通穿孔101，这些穿孔101用以与外部抽气装置相连。使用时，抽气装置能够对穿孔101进行抽气，从而形成孔内负压，穿孔101通过负压能够吸住隔膜，从而实现对所述隔膜的固定。

[0027] 请参图1及图2所示，纠偏机构200包括纠偏台210、纠偏传感器220以及纠偏驱动组件230。其中，纠偏台210设于叠片台100隔膜起头的一侧，隔膜先铺展在纠偏台210上。纠偏台210设有与外部抽气装置连接的通孔211，使用时通过通孔211能够利用负压吸住隔膜，从而实现对所述隔膜的定位。所述通孔211的使用原理与穿孔101相同，在此不再赘述。

[0028] 纠偏传感器220设于叠片台100上。在本发明图示的实施方式中，纠偏传感器220有两个，这两个纠偏传感器220之间的距离正好对应隔膜的宽度。通过这两个纠偏传感器220能够判断隔膜是否偏移。例如，当隔膜落在叠片台100上时，如果其宽度没有完全覆盖两个纠偏传感器220，就是位置有偏移。当然，在其他实施方式中所述纠偏传感器220也可以通过其发出的光线来检测隔膜是否偏移。这种纠偏传感器220一般有两个信号单元，一个是投光单元，发出信号；另一个是受光单元，接收信号。当隔膜在这两个信号单元之间且覆盖部分光线的时候，未被覆盖的光源信号就会被受光单元接收，并将其传递回系统的控制装置。系统根据未被覆盖的光源信号的长度等信息，计算出隔膜的位置以及需要纠偏的距离等，再控制纠偏机构200动作，进行纠偏。

[0029] 纠偏驱动组件230包括驱动件231、导向件232以及限位组件233。在本发明图示的实施方式中，驱动件231包括伺服电机2311以及丝杆2312。导向件232包括导轨2321。导轨2321直接或者间接安装在叠片台100的下方，例如，导轨2321可以通过安装座2322与叠片台
100连接。纠偏台210通过滑块2323与导轨2321滑动连接。当然，在其他实施方式中，导向件
232也可以包括导杆，通过导套与导杆滑动连接来实现纠偏台210与所述导向件232的滑动连接。请参图4所示，纠偏台210通过一连接板212，与丝杆螺母213相连；而丝杆螺母213与丝杆2312滑动连接，能够将丝杆2312的旋转运动转化为自身的直线运动，当连接板212与丝杆螺母213相连时，丝杆螺母213就能带动连接板212沿着丝杆2312做直线运动，此时，导向件
232的延伸方向平行于丝杆2312的轴向，也就是隔膜的宽度方向；伺服电机2311驱动丝杆
2312，最终带动连接板212、纠偏台210沿导轨2321运动。在本发明图示的实施方式中，导轨
2321沿隔膜的宽度方向延伸。

[0030] 为了提高设备运行的稳定性，保证设备的运行安全，本发明的切叠一体机还包括限位组件233。所述限位组件233包括光电传感器240和感应片250。感应片250设于纠偏台210的一侧。当纠偏台210沿隔膜的宽度方向移动时，带动感应片250随之运动。光电传感器
240设于安装座2322上，可与感应片250感应接触，实现限位。具体地，光电传感器240有三个，其中两个位于极限位置，一个位于原点。位于原点的光电传感器240用作基准，方便设备启动时找到起点。位于极限位置的光电传感器240用于限制纠偏台210的运动，保证纠偏台
210始终在极限位置之间运动。若纠偏台210运动出极限位置，感应片250与该位置的光电传感器240感应接触，就会触发警报。另外，限位组件233一般还包括位于导向件232两端的限位块，以进一步保证纠偏台210在预定范围内运动。

[0031] 使用时，当检测到隔膜位置有偏离时，纠偏驱动组件230驱动纠偏台210沿隔膜的宽度方向进行调整(哪个传感器信号未被覆盖，即向该传感器方向进行纠偏)，使隔膜最终完全覆盖两个纠偏传感器220。

[0032] 切刀机构300包括切刀310以及切刀驱动组件320。切刀310位于叠片台100相对于纠偏台210的另一侧。切刀驱动组件320驱动切刀310升降。在一种实施方式中，切刀驱动组件320为气缸，气缸连接并驱动切刀310升降。一般而言，切刀310有两个工位，一个工位低于叠片台100，另一个工位高于叠片台100。切刀310不动作时，始终低于叠片台100。待电芯叠片完毕，电芯被夹出叠片台100，电芯转移的方向就是切刀310所在的方位。电芯被移出叠片台100后，气缸驱动切刀310上升，切断最上层的隔膜。

[0033] 请参图5及图6所示，在本发明图示的实施方式中，叠片台升降机构400包括伺服电机410、导轨420、叠片台安装架430、叠片台安装座440以及限位组件450。其中，叠片台100设于叠片台安装架430上，叠片台安装架430通过滑块与导轨420滑动连接。导轨420安装在叠片台安装座440上。伺服电机410连接并驱动叠片台安装架430，进而带动叠片台100沿导轨420升降。所述限位组件450包括由光电传感器451和感应片452，其中，光电传感器451安装在叠片台安装座440上；感应片452设于叠片台安装架430上，并随着叠片台安装架430的升降而运动。限位组件450的功能在于进一步保证设备的运行在一定范围内往复，保证使用安全。

[0034] 请参图7所示，摆辊500设于叠片台100的正上方，并可左右往复摆动实现隔膜的铺展。优选地，摆辊500的出料端设有吹气装置510，当隔膜被切刀310切断时，隔膜的断头所朝的方向正好与起始方向相反，吹气装置510用于将隔膜吹向起始侧，以方便新一轮的叠片。

[0035] 请参图8所示，摆辊500上还设有压料机构520。压料机构520包括压料过辊521、压板522、驱动件523(例如气缸)。压板522与压料过辊521相对设置以形成间隙524，隔膜自二者的间隙524中穿过并流向叠片台100。驱动件523连接并驱动压板522压紧或远离压料过辊521，从而压紧或松开隔膜。切刀310切断隔膜之前，驱动件523驱动压板522压住压料过辊
521，以压紧或松开绕经压料过辊521的隔膜。

[0036] 压刀机构600能够配合叠片台100动作，以压紧电芯组件，实现电池的叠片。在一种实施方式中，压刀机构600包括两组，其中每一组压刀机构600都能够在驱动件的作用下沿垂直于叠片台100的方向升降运动以及沿平行于叠片台100的方向水平运动，以压紧电芯组件。具体地，两组压刀机构600分别设于纠偏机构200一侧和切刀310一侧。一组压刀机构600包括压刀，以及驱动压刀运动的水平移动机构和竖直移动机构。压刀正对叠片台100设置，隔膜在叠片台100上叠片时，压刀能够压紧叠片台100上叠片出来的电芯组件；隔膜准备变向时，变向一侧的压刀在水平移动机构的驱动下松开电芯组件，在竖直移动机构的驱动下上升避位、再下降压紧电芯组件，便于隔膜变向。

[0037] 叠片台100的底部与所述直线模组700的滑座相连，直线模组700能够驱动叠片台100移动，以方便下料。

[0038] 本发明切叠一体机的工作流程大致如下：

[0039] 开始叠片时，隔膜首先从纠偏机构200一侧向切刀310一侧铺展(参照图7，也就是从左向右铺展)。隔膜的初始端落在纠偏台210上，并慢慢铺到叠片台100上。此时，纠偏台210上的通孔211形成负压吸，将隔膜吸在纠偏台210上；而叠片台100上的穿孔101不对隔膜进行吸附，方便对隔膜进行纠偏。若隔膜位置不正确，纠偏驱动组件230启动。纠偏完成后，纠偏台210上的通孔211撤去负压吸，直线模组700驱动整个叠片台100向左移动，直到叠片台100靠近纠偏机构200的左初始端接触到隔膜的起头端。叠片台100上的穿孔101形成负压吸，将隔膜吸在叠片台100的表面。

[0040] 位置准确的隔膜铺好后，搬运机构将第一片负极片置于隔膜上，右侧的压刀机构600抽出，叠片台升降机构400启动，伺服电机410驱动叠片台100下降一定高度，保持叠片台
100的最高位置不变，一方面，便于压刀机构600重复动作以压住电芯组件；另一方面，避免随着叠片的进程，电芯组件叠得过高而对摆辊500产生位置干涉，影响叠片。然后，右侧的压刀机构600压住负极片。压紧后，摆辊500带动隔膜自右向左，逐渐覆盖负极片，随后，搬运机构将第一片正极片放在隔膜上，左侧的压刀机构600抽出，叠片台升降机构400驱动叠片台
100下降一定高度，然后，左侧的压刀机构600压住正极片。如此往复，叠出电芯。当最后一片负极片到位后，摆辊500带动隔膜自右向左，逐渐覆盖负极片，完成电芯的叠片。此时，摆辊
500在左侧工位。电芯成型后，直线模组700带动叠片台100向右、朝向下料工位的夹取机构运动(此时，摆辊500在左侧不动，隔膜被拉出来)。到位后，夹取机构夹住叠片台100上的电芯，压刀机构600松开，叠片台100向右移动，夹取机构不动，使得夹取机构将电芯拉离叠片台100。电芯离开叠片台100后，叠片台升降机构400驱动叠片台100回到初始位置。优选地，该初始位置与电芯等高。

[0041] 为了方便切刀机构300切断隔膜，压料机构520首先启动，驱动件523驱动压板522压向压料过辊521，将绕经压料过辊521的隔膜压紧。这样，切刀310切断隔膜后，隔膜不会因为一端失力回弹。隔膜被压紧后，切刀机构300启动，切刀驱动组件320驱动切刀310上升，切断隔膜。夹取机构将切断后的电芯转移到下一个工位，直线模组700带动叠片台100继续向左，回到初始工位。

[0042] 叠片台100到位后，吹气装置510启动，将在右侧下料时被拉向右侧的隔膜吹回左侧；同时，隔膜的起头端落在纠偏台210上。由于隔膜是被吹回来的，容易吹歪，纠偏机构200能够矫正隔膜的位置。

[0043] 对隔膜进行纠偏后，直线模组700驱动整个叠片台100向左移动，直到叠片台100靠近纠偏机构200的左初始端接触到隔膜的起头端；叠片台100上的穿孔101形成负压，将隔膜吸在叠片台100的表面；随后，压料机构520机构松开隔膜，隔膜重新被释放出来，新一轮叠片开始。

[0044] 以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。